XENONnT, een detector gebouwd voor de zoektocht naar donkere materie, kondigt vandaag de eerste meting aan van kernterugslag van zonneneutrino’s.
De zon maakt neutrino’s in verschillende kernreacties. Neutrino’s reageren, net als donkere materie, nauwelijks met gewone materie. Heel soms laten ze zich toch zien, onder andere door te botsen met een atoomkern. De terugslag van de atoomkern is zichtbaar en verraadt dat er een neutrino was.
XENONnT heeft nu zonneneutrino’s als biljartballen zien botsen met atoomkernen — ‘coherent’ en ‘elastisch’ in fysicajargon.
Zonneneutrino’s zijn nog niet eerder op deze manier gezien. Eerdere detectoren moesten wel 10-500 keer zo groot zijn als XENONnT om deze neutrino’s waar te nemen. Die detectoren waren niet gevoelig genoeg om de kleine signalen van coherente elastische botsingen te meten, maar keken naar zeldzamere interacties tussen neutrino’s en materie.
Een coherente elastische kernbotsing is precies het soort signaal dat we van donkere materie hopen te zien. Dat XENONnT dit signaal nu kan meten, weliswaar voor neutrino’s, is een mooie bevestiging dat de detector goed werkt.
Over XENONnT en Nederlandse bijdrage
Nikhef is een van de partners in het XENON-project, dat in Italië diep ondergronds wordt uitgevoerd, van de kosmische straling afgeschermd door het graniet van de Gran Sasso (Grote Rots) erboven. De Nederlanders leverden in het LNGS-laboratorium een grote bijdrage aan de vernieuwing de afgelopen jaren, en aan het fysische meetprogramma van het project.
XENON jaagt op zogeheten WIMPs, weakly interacting massive particles. Dat zijn nog onbekende deeltjes waaruit de donkere materie in het heelal in theorie zou kunnen bestaan. Donkere materie is onzichtbaar, maar zou zo’n viervijfde van alle zwaartekracht in het heelal verklaren. Er zijn geen bestaande deeltjes die dat kunnen verklaren.
Zie de website van de XENONnT samenwerking (https://xenonexperiment.org/) voor meer informatie.
Engelse persbericht: https://xenonexperiment.org/first-measurement-of-a-nuclear-recoil-signal-from-solar-neutrinos-with-xenonnt/
